L’influence des complexes carbonates superficiels sur l’activité catalytique d’oxydes métalliques dans l’oxydation de l’oxyde de carbone

¹ Institut de Recherches sur la Catalyse, CNRS, Villeurbanne, Rhône, France.
¹ Chaire de Chimie Appliquée, Institut de Chimie Technologique, Sofia, Bulgarie.

Résumé

La stabilité des complexes carbonatés superficiels est très différente pour le trioxyde de manganèse et l’oxyde cuivrique; par suite, lors de l'oxydation de l'oxyde de carbone, la présence de gaz carbonique aura un effet soit promoteur, soit inhibiteur. Pour le bioxyde de manganèse, l’oxygène réagit avec le, gaz carbonique adsorbé pour former un carbonate. L’étape déterminante du mécanisme est la décomposition de ce carbonate par l’oxyde de carbone adsorbé. La formation du carbonate étant favorisée par la présence de CO₂, ce gaz aura un effet promoteur sur la réaction. Au contraire, sur l’oxyde cuivrique, le carbonate plus stable n’est pas décomposé par l’oxyde de carbone. Le gaz carbonique inhibe complètement la réaction à 25 °C et diminue la vitesse à 100 °C. L’étape lente de l’oxydation catalytique de CO est la combinaison entre CO et l’oxygène chimisorbés.

Abstract

The stability of surface carbonate complexes is different for manganese dioxide and cupric oxide. During the oxidation of carbon monoxide, a pressure of CO₂ gives either a promoting either an inhibiting effect. For manganese dioxide, oxygen reacts with adsorbed carbon dioxide to form a carbonate complex. The slow step of the reaction mechanism is the decomposition of this complex by chemisorbed CO⁺. Formation of the complex is favoured by the presence of CO₂, so this gas has an accelerating effect on the reaction.

On cupric oxide, the carbonate complex is more stable than on Mn02. It is not decomposed by carbon monoxide. Carbon dioxide completely inhibits the reaction rate at 25 °C and decreases the rale at 100 °C. The rate limiting step of the CO oxidation on this catalyst consists of a surface reaction between chemisorbed CO+ and chemisorbed oxygen.